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中美核潜艇搞电动化 水下也能弯道超车?
www.wforum.com | 2025-08-02 22:48:14  海事先锋 | 0条评论 | 查看/发表评论

人们总说,中国各大车企发展新能源汽车技术,是对过去美欧日汽车技术的“弯道超车”;理由很简单,用电池+电动机,就解决了发动机、变速箱、传动机构等设计制造相对落后的问题。不过,这样的弯道超车,似乎又要在军事领域,而且是最重要的核潜艇领域,有所体现了。可以说核潜艇的电动化,就是由美国最早发动、中国又迅速跟进的。

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核潜艇电动化?初看这个名词时,其实笔者也是挺懵的,这不是开倒车吗?毕竟核潜艇解决的就是潜艇无限续航和高速水下航行的能力,而电动化是核潜艇诞生之前就有的,也就是我们常说的“柴电潜艇”。那么,为什么代表未来和更强战力的核潜艇,要“开倒车”去搞电动化呢?今天我们就来详细的解读一下这个事情。

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首先说美国率先搞核潜艇的电动化这件事情。从美国最新公布的2025年版未来30年造舰计划来看,美军打算在2025--2055年之间,新建10艘“哥伦比亚”级战略导弹核潜艇;当然,这不是说美国仅仅只造10艘,而是在2025年之前,“哥伦比亚”级核潜艇的一号艇“哥伦比亚特区”号和二号艇“威斯康星”号已经开工了,且2025年就要开工“哥伦比亚”级核潜艇的3号艇;所以才会有未来30年建造10艘哥伦比亚级核潜艇的说法。但事实上,哥伦比亚级核潜艇的总建造量为12艘。

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“哥伦比亚”级核潜艇堪称是全球历史上最为先进的核潜艇。而它最具代表性的技术特点,就是使用了全新的S-1B核反应堆+电动机+全艇综合电力管理技术,使得“哥伦比亚”级核潜艇变成了“新能源核潜艇”。过去,核潜艇的动力系统都是核反应堆+蒸汽轮机的组合,其实就是把反应堆看做是“烧开水的锅炉”,然后以反应堆回路内的高温蒸汽,来带动蒸汽轮机转动,然后再通过传动轴把动力输送给螺旋桨,驱动潜艇前进。

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而“哥伦比亚”级核潜艇就不太一样了。虽然它依然是使用核反应堆“烧开水”,但是S-1B反应堆输出的功率,最终是全部进入了电动机,然后再由电动机来驱动螺旋桨转动(螺旋桨安装在泵喷推进器内)。那好端端用了半个世纪的汽轮机,怎么就被电动机给取代了呢?答案是静音和综合电力管理。首先说静音,想必大家都有一个经验:电动汽车的动力噪音很小,甚至有时候从身边经过都很难察觉。

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潜艇也一样,潜艇上的噪音很多都是来自于动力系统,比如核反应堆回路内的冷却剂泵、汽轮机的震动、传动轴的机械噪音等等。因此,目前的先进核潜艇,都将汽轮机安装在减震基座上,甚至是双层的减震基座,以降低震动噪音;同时将传动轴等机械设备配装减震浮阀,以降低动力系统的整体噪音。如今,美国海军又更进了一步,直接取消了汽轮机和传动轴,计划在哥伦比亚级核潜艇上,实现反应堆发电、电动机推动的动力组合,大大提升了核潜艇的静音性能。

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同时,“哥伦比亚”级核潜艇还使用了综合电力管理技术,这样反应堆发出来的电力,在满足动力需求的情况下,还可以更多的分配到艇内其他设备运行上,也大大提升了能源利用效率,拓展了核潜艇的功能。甚至,“哥伦比亚”级核潜艇还能携带KEI反导拦截弹,执行反导拦截任务,这就是因为潜艇的能源系统,足够再多带动一套反导射控设备。

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同美国一样,中国也在推动核潜艇的“新能源化”。首先就是041型“小堆核潜艇”,严格来说041并非是一种真正的核潜艇,它更像是一艘常规动力潜艇,其作战性能也是介于核潜艇和常规潜艇之间。041型核潜艇就是前阵子某公开课上出现的新概念核潜艇,其主要的特点就是使用一台“低温亚临界反应堆”,来给潜艇上的铅酸电池组或锂电池组进行充电,以实现“不依赖空气动力”(AIP)能力。说到底,041型小堆核潜艇,实际上是一艘拥有核发电能力的常规动力AIP潜艇。

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041潜艇的低温亚临界反应堆,是来自于商用核电站的“低温反应堆”技术,也就是让潜艇的反应堆处于低功率、低温度的“亚临界”状态,而不是进入正常的反应堆临界水平,这样反应堆的辐射更小、成本更低、更加低温和安全,虽然功率显然不如达到临界水平的反应堆,但是也足以产生无穷无尽的清洁能源。根据某公开课的说法,这种反应堆可以用于对现有的常规潜艇进行改造。

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也就是说,041型小堆潜艇,可以依靠一台亚临界的反应堆产生功率有限、但来源无穷无尽的电力能源,这主要是取代了过去AIP潜艇上的斯特林机(也就是依靠液氧和氢气反应,产生低功率能量的简易发动机),用来给AIP潜艇的电池组充电。然后再由电池组带动电动机,实现静音的航行。这么做的优势在于,给了常规潜艇类似于核潜艇的无限水下续航力,可以让潜艇不浮出水面就能够持续的航行,能源无限;且可以比核潜艇更为廉价、便宜、安全,静音性能也更好一些。

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当然,这种小堆核潜艇无法像真正的核潜艇那样,拥有较高的航速。因为即便是依靠核反应堆可以无限的续航,但也受制于电池组的能量容量而无法长时间以20节以上的高航速在水下航行,所以在作战性能上看,除了无限续航能力,它俨然就是一艘更强大的AIP常规潜艇。不过,一旦041型潜艇实践成功,中国也就算开始了潜艇核反应堆+电动机的动力模式探索 ,很可能也会在095等未来核潜艇上,使用这一技术。

总而言之,核潜艇的技术变革正在深入的推进中,其中动力系统的技术革新更是势在必行,在这个阶段美国和中国都走在了前列,俄罗斯、英国、法国等处于追赶地位,我们还是要进一步加快脚步,尽快在这个领域占得先机,以便为未来可能的军事斗争,做更好的准备!

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